基于感性工學(xué)和TRIZ理論的老年護理床設(shè)計

康紅娜 杜鶴民 郭敏

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品設(shè)計；感性工學(xué)；TRIZ 理論；老年護理床；用戶體驗

居家照護模式以及相關(guān)輔助護理產(chǎn)品在目前醫(yī)養(yǎng)機構(gòu)與醫(yī)療制度尚不完善的國情下，將成為不可避免的養(yǎng)老形式。目前關(guān)于護理床的研究很多，但是多見于醫(yī)院和養(yǎng)老院，面向家庭的護理床很少，而且均是以實用性為主。秦帥華設(shè)計的抬背護理床主要解決了人機問題，趙禮剛研發(fā)的參數(shù)化模型對背部支架進行優(yōu)化，這些設(shè)計均是從功能和結(jié)構(gòu)出發(fā)對護理床進行優(yōu)化完善，但是缺乏對老年人情感和心理方面的考慮[1-2]。對失能老人同樣需要考慮他們的自尊心，才能讓老人感受到舒適和溫暖。因此研究團隊基于感性工學(xué)和TRIZ 理論，分別挖掘失能老人和護理人員的用戶訴求，獲取用戶的重點需求要素，設(shè)計出符合臥床失能老人和護理人員的家用老人護理床，減輕子女和護工的工作負擔(dān)，提高老年人的生活質(zhì)量，提升老年人的自尊心。

1 感性工學(xué)和TRIZ 理論的設(shè)計模型

感性工學(xué)是感性與工學(xué)相結(jié)合，通過分析用戶的感性需求對產(chǎn)品進行創(chuàng)新設(shè)計，依據(jù)用戶的喜好來制造產(chǎn)品。在護理床設(shè)計中運用感性工學(xué)對相關(guān)用戶（老人、護工、子女）進行深度情感挖掘，從而產(chǎn)生與設(shè)計要素有對接關(guān)系的描述性語言來指導(dǎo)護理床設(shè)計實踐[3]。

TRIZ 理論由阿奇舒勒于1946 年提出，以解決實際問題、尤其是發(fā)明中遇到的問題為宗旨，在解決問題的過程中實現(xiàn)創(chuàng)新。運用TRIZ 理論，可以快速提升產(chǎn)品創(chuàng)新質(zhì)量與速度，為設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題提供方法與工具[4]。在老年護理床設(shè)計中運用TRIZ 理論的工具探知護理床的實際用戶需求與趨勢，從而實現(xiàn)護理床產(chǎn)品的有效創(chuàng)新。

感性工學(xué)的研究結(jié)合了產(chǎn)品的生理認知與心理認知過程，同時考慮用戶的體驗感知與功能需求。護理床研究在用戶需求調(diào)研與分析中運用李克特量表法，得到護理人員和失能老人共同的需求傾向，同時將感性工學(xué)和TRIZ 理論有機結(jié)合形成滿足用戶需求的可視化模型，為老年護理床提供功能與美學(xué)設(shè)計的相關(guān)參考數(shù)據(jù)，如圖1 所示。運用TRIZ 九宮格法對老年護理床進行創(chuàng)新構(gòu)思，并通過問卷設(shè)計進行護理床設(shè)計評價。

2 老年護理床設(shè)計流程

基于感性工學(xué)與TRIZ 理論相結(jié)合的失能老人家用護理床設(shè)計流程如圖2 所示。首先，通過多種途徑進行護理床樣本收集選取，主要明確護理床的特征與環(huán)境需求，挖掘老年護理床設(shè)計的方向。其次搜集并篩選感性詞匯運用聚類分析進行合并、歸類和刪除，獲得典型樣本進行SD 問卷設(shè)計并獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，并對結(jié)果進行主成分分析，得到關(guān)鍵感性詞匯并逐一轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的設(shè)計要素[5-6]。運用TRIZ 理論創(chuàng)新方法進行設(shè)計實踐，提出用戶（護理人員和失能老人）實際問題，歸納總結(jié)并轉(zhuǎn)化為TRIZ標準問題模型，然后針對不同的標準問題模型應(yīng)用TRIZ 理論找到相應(yīng)的解決方案，并應(yīng)用到具體問題中演繹得到實際問題解決方案。最后在感性工學(xué)和TRIZ 理論的共同作用下確定設(shè)計優(yōu)先級順序[7]，提取出設(shè)計要素，并最終導(dǎo)出具體設(shè)計方案，完成設(shè)計實踐。

3 基于感性工學(xué)和TRIZ 理論的老年護理床設(shè)計分析

3.1 基于TRIZ 理論的用戶調(diào)研

深入用戶家庭、養(yǎng)老院等場所，與需要照護的老人及其子女、護工進行多方面訪談，了解這類人群日常生活的狀態(tài)與需求以及被照護過程的感受， 在訪談中被照護老人也表示這對他們的生理和心理也是一種極大的挑戰(zhàn)。通過與失能患者和護理人員的訪談，總結(jié)出了以下幾個痛點：失能老人洗浴是一個大問題，現(xiàn)有護理床不具備洗浴功能；對智能老人照護過程中需要不斷移動，容易造成機能損傷；現(xiàn)有產(chǎn)品導(dǎo)致護理人員工作強度大而產(chǎn)生疲憊感[8]。因此，基于不同類別和不同失能級別的用戶的深度訪談得出了一系列用戶需求點，并分類按照需求點出現(xiàn)頻次整理出24 項需求點。有針對性地發(fā)放了基于TRIZ 理論的護理床使用情況問卷，線上線下結(jié)合問卷一共94 份，被試中具有照護經(jīng)驗的女性占64.13%，40 歲以下的占77.17%，被照護的患者臥床時長1 年以內(nèi)的占70.65%，護理床功能選項中選擇多功能的占80.43%，選擇智能的占61.96%。

3.2 感性工學(xué)樣本實驗與評價

根據(jù)語義差分法基于前面的用戶訪談（護工、老人、子女）、資料收集、銷售評價三種方式進行感性詞匯的收集、篩選與聚類，并邀請醫(yī)療家具相關(guān)設(shè)計師和專家對這些感性詞匯進行二次提取。（1）用戶訪談法，研究團隊針對6 名護工、4 名醫(yī)院護士、10 名老人、13 名有過護理經(jīng)驗的老人子女進行開放式訪談；（2）資料收集法，重點以網(wǎng)絡(luò)資源、文獻資料、相關(guān)書籍、護理類產(chǎn)品說明等資料為主要來源；（3）銷售評價跟蹤法，主要從對護理床有長期銷售經(jīng)驗的銷售人員和商家收集的反饋信息中獲取，同時結(jié)合線上護理床產(chǎn)品銷售評價。該護理床設(shè)計案例一共收集了123 個針對護理床提出的相關(guān)詞匯，組成了感性工學(xué)意象詞匯群。邀請5 名專家（設(shè)計師、醫(yī)療護理相關(guān)專家）對這些詞匯用分類法和KJ 法把詞匯中近似、模糊、相反的詞語歸納整理與分類，初步得出41 個感性詞匯，進行聚類分析得出24 組詞匯。再對感性詞匯對按照功能、形態(tài)、體驗維度進行歸類，并最終設(shè)置12 對具有相對詞義的感性意象詞匯對，具體見表1。

問卷從功能、外觀、體驗等相關(guān)維度進行調(diào)研。目的是抓住用戶在護理床購買與使用中的功能、造型、色彩、情感等的需求影響因子。

樣本選擇依據(jù)用戶購買率和市場認可度來進行，選擇不同檔次護理床的市場銷量前五名產(chǎn)品作為樣本篩選庫，再在樣本庫里通過專家和設(shè)計師篩選出具代表性的10 個樣本，如圖3 所示。采用語義差分5 級量表對10 個護理床樣本進行問卷設(shè)計調(diào)查，每個樣本設(shè)計十二個問題，通過問卷了解用戶對現(xiàn)有不同檔次護理床的感性意象。被調(diào)查對象為護工、醫(yī)院護士、有行動障礙的老人以及有照護經(jīng)驗的子女，主要走訪醫(yī)院、養(yǎng)老院、社區(qū)、公園。

公式（1）中：x 表示設(shè)計專家的給分值；f 表示各分值出現(xiàn)的頻次；n 表示參與的設(shè)計專家的數(shù)量。再取得加權(quán)評分數(shù)值，為護理床后續(xù)的功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)。

3.3 定性定量分析

通過線下選取51 名被試進行問卷調(diào)查，其中護工8 名，臥床老人12 名，有照護經(jīng)驗的子女9 名，醫(yī)院護士4 名，其他人士18 人；通過線上問卷收回126 份，共計177 份調(diào)查問卷，有效問卷175 份。對175 份調(diào)查問卷得出的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計并計算出每個樣本感性詞匯的平均值[6]，最終結(jié)果見表2。將表2 的數(shù)值輸入SPSS 工具進行主成分分析。

由解釋總方差的計算可得出以下數(shù)據(jù)信息，最大方差百分比是74.19%，見表3，方差比代表與之相對應(yīng)的詞匯在主成分中的權(quán)重，表中的數(shù)據(jù)說明在老年護理床設(shè)計中主成分1 的權(quán)重最大，即是影響最大。從表3 可以看出第1 和第2 成分特征值分別為8.903 和2.257，且第1 成分特征值遠大于1，同時結(jié)合圖5的碎石圖可知成分1 和成分2 斜率最大，在第3 個特征值出現(xiàn)拐點且后面趨于平緩，因此可以將成分1 和成分2 判定為主成分。

從表4 可知這12 個變量的共性方差都大于0.5，且有9 個數(shù)值超過0.9 接近于1，表明在家用老年護理床產(chǎn)品設(shè)計中大部分信息是可以被公因子提取出來的，且提取的兩個公因子能較好地反映原始變量主要信息，說明因子分析的結(jié)果是有效的。

通過表3 所示的各主成分分析的方差百分比計算出綜合得分函數(shù)，其公式為F=f1*0.73 858+f 2*0.19 144，則各主成分及綜合得分情況如表5 所示。發(fā)現(xiàn)成分1 中除了“暖色的”“居家感的”，其余變量均大于0.4，表示其余10 個變量在自己所在行的成分中都在成分1 上載荷量最大；“暖色的”和“居家感的”在成分2上載荷量最大。

3.4 TRIZ 理論九屏幕法分析

對老年護理床運用TRIZ 理論九屏幕法問題模型進行分析，如圖4 所示，當前系統(tǒng)是針對護理床問題本身；當前系統(tǒng)的子系統(tǒng)是屬于產(chǎn)品本身的重要結(jié)構(gòu)組件，同時也能幫助用戶完成護理等行為；當前系統(tǒng)的超系統(tǒng)是整個醫(yī)療系統(tǒng)；當前系統(tǒng)的過去是傳統(tǒng)方式的護理床；當前系統(tǒng)的未來是能夠幫助減輕用戶負擔(dān)和考慮被照護人員自尊的、更加輕松便捷的智能護理床；子系統(tǒng)的過去是不具備任何功能的床墊；子系統(tǒng)的未來是具備多功能的床板；超系統(tǒng)的過去是原始材料與產(chǎn)品配件；超系統(tǒng)的未來是智慧化醫(yī)療系統(tǒng)，根據(jù)人的需求進行智慧化提供主動功能服務(wù)的系統(tǒng)[9]。

針對每一個屏幕，考慮護理床創(chuàng)新中可利用的現(xiàn)有資源，針對所有系統(tǒng)的現(xiàn)在和未來選擇可利用的解決技術(shù)[9]，在現(xiàn)有的護理床基礎(chǔ)上從功能和技術(shù)層面進一步優(yōu)化設(shè)計。從功能需求而言，用戶需要的不是護理床本身，而是需要護理床的功能，即減輕護理負擔(dān)，使護理床能做到無搬運式輕松洗浴、更換床單、移動患者、解決排泄問題，因子利用各種智能活動組件完成多種動作的初步方案也就出來了[10]。九屏幕法避免了思考的狹隘性，可以得出多個思路和解決方法，并基于TRIZ 相關(guān)工具進一步解決實際問題。

4 老年護理床方案設(shè)計

4.1 結(jié)構(gòu)分析

護理床設(shè)計針對的是失能老人照護問題，因此除了滿足失能老人的一些日?；旧钏?，還將針對護理人員對護理床設(shè)計做一些原有功能的改進以減輕護理人員負擔(dān)，如抬背、側(cè)翻、排泄等功能。另外根據(jù)前期用戶調(diào)研增加了一項護理床的洗浴功能[11]。目前護理床洗浴功能是將護理床移動至衛(wèi)生間和“通過式”洗浴方式來實現(xiàn)，對老人來說是非常不好的體驗且傷自尊[12]。因此在原有護理床的分析中減少了一些不必要功能，簡化了一些過于復(fù)雜的操作。同時避免內(nèi)部復(fù)雜繁多的結(jié)構(gòu)造成的制造難度和成本增加，因此設(shè)計時需嚴謹思考，準確分析。護理床結(jié)構(gòu)樹見圖5。

方案設(shè)計由配套的遙控器控制并實施老人的日常行為需求，例如抬背、側(cè)翻、方便等輔助功能，同時滿足失能老人床上洗浴這一復(fù)雜且工作量大的活動。背部在電動推桿作用下，緩緩傾斜至37 度，并維持這一狀態(tài)，傾斜的背部增加洗浴時的舒適度，方便護理人員進行清洗、抬背的同時在升降設(shè)備作用下床板緩緩下降，四周壓縮帆布隨升降緩慢舒展開形成封閉空間，并通過進水管和排水管從浴室引水至房間及排水至浴室，以提供在不搬動老人的前提下輕松實現(xiàn)洗浴功能。

4.2 工作原理

在護理床的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如圖6 所示，抬背功能主要由電動推桿控制，電動推桿促使床板前端緩慢向上傾斜，活動范圍為0 ～ 45 度，洗浴狀態(tài)下保持為37 度，因此確定浴槽前端頭部承載面的傾斜角度為37 度。洗浴的升降結(jié)構(gòu)，由傳統(tǒng)的機械控制轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤簵U控制的交叉升降，最高承重為180 公斤?；顒舆^程主要由電機提供動力，交叉升降帶動床板的運動，同時將重力完全附著在床體的患者隨著一起下降，洗浴完成后患者隨升降機的上升而被抬升至床面，整個過程平穩(wěn)無顛簸。洗浴可以直接在臥室進行，無需移動護理床，僅需通過軟管連接進水口與出水口即可。洗浴狀態(tài)下抬背結(jié)構(gòu)跟隨床板一起下降，底部支架給予支撐。洗浴部分由床板，可壓縮帆布，進水孔、排水器組成一個封閉的空間，通過下降與上升實現(xiàn)洗浴功能與床的功能轉(zhuǎn)換。抬背過程中，為使抬背板順利完成工作，需與平躺板存在一定空間，以供抬背動作完成，抬背板與平躺板之間用軟性防水的帆布材質(zhì)連接，保證抬背的同時洗浴功能正常進行。側(cè)翻主要是給予老人背部一個側(cè)翻的力，使其由平躺狀態(tài)轉(zhuǎn)換為側(cè)臥，避免長期臥床而產(chǎn)生的褥瘡。排泄區(qū)域是將床板與床墊進行平面分割，共分為四個區(qū)位，每個區(qū)位床墊可單獨拆卸以便方便排泄與護理，且排便孔的開合與上下移動由遙控器控制即可。

4.3 風(fēng)格定位

該老年護理床面向家庭環(huán)境而設(shè)計，因此造型風(fēng)格定位為簡潔大氣并便于操作，考慮到用戶情感需求，產(chǎn)品采用柔和的線條，同時為了避免給患者造成緊迫感，很多機械構(gòu)件采用隱蔽式的方式轉(zhuǎn)移到視覺不可見的內(nèi)部，并保證不破壞整體的視覺體驗。該護理床屬于醫(yī)療康復(fù)類產(chǎn)品，主要針對家庭護理使用，因此考慮了與家居環(huán)境相融合的色彩處理，顏色偏向清新素雅融合家居環(huán)境，既保留了家具產(chǎn)品的親和性，又體現(xiàn)了醫(yī)療產(chǎn)品的相關(guān)特性[13-14]。該護理床的材料主要以PV、鋁、防水帆布為主，避免洗浴功能帶來的材料生銹，且增加其防水性能。

4.4 設(shè)計評價

老年護理床設(shè)計利用了多種機械活動組件減輕了照護人員的工作量，體現(xiàn)了對老人和護理人員的關(guān)懷與幫助，同時維護了臥床老人的自尊心。不同功能的精準控制與實施體現(xiàn)了產(chǎn)品智能化與多功能的特性[15]。為了驗證產(chǎn)品的需求匹配性，以該老年護理床為研究對象通過情感和功能兩個層面建立測試看板，借助調(diào)查問卷考察護理床對用戶需求的匹配度與喜好度，了解設(shè)計定位和設(shè)計策略是否有針對性地解決了用戶需求。從設(shè)計反饋結(jié)果看，護理床設(shè)計基本滿足了老人和護理人員的功能和情感需要[16]。整個研究過程從提出問題、分析問題，到提出解決方案，再到設(shè)計結(jié)果以及設(shè)計驗證，形成了一個閉環(huán)研究路線，為家用老年護理床設(shè)計提供了比較完整的設(shè)計思路。

5 結(jié)語

如今我國適老設(shè)計以及老人臥床照護已成為常態(tài)關(guān)注問題。文章通過感性工學(xué)與TRIZ 理論相結(jié)合，運用李克特量表法尋找用戶的感性需求數(shù)據(jù)，并通過TRIZ 創(chuàng)新理論九屏幕法，突破設(shè)計思維局限，找出功能結(jié)構(gòu)突破的關(guān)鍵點。在這兩種方法的合理結(jié)合下，運用發(fā)散性思維進行家用老年護理床創(chuàng)新設(shè)計，找到用戶的痛點并加以解決。接下來將進一步通過腦電儀與眼動儀相結(jié)合進行生理和心理的深入研究，為醫(yī)療護理產(chǎn)品的設(shè)計研究提供參考。